<Desc/Clms Page number 1>
Strömungsmittelmotor
Die Erfindung bezieht sich auf einen Strömungsmittelmotor der Patronengattung, in welchem eine in einem Gehäuse des Motors angebrachte Zylindertrommel eine Mehrzahl von Zylindern und Kolben und eine Vorrichtung zur aufeinanderfolgenden Betätigung der Kolben hat.
In Strömungsmittelmotoren der vorerwähnten Art ist es wichtig, unausgeglichene Druckgradienten in dem Motor während des Betriebes auszuschalten und auch hydraulische Blockierungswirkungen infolge
Reibung u. dgl. beim Betriebsbeginn des Motors zu verhüten.
Die Erfindung hat den Zweck, einen Strömungsmittelmotor zu schaffen, der baulich gedrungen und äusserst leicht zu bedienen ist und der die Neigung der arbeitenden Kolben und des Regelventile, hy- draulisch blockiert zu werden, beseitigt, um dadurch zu gewährleisten, dass der Motor nicht zum Stillstand kommt.
Gemäss der Erfindung ist in einem Strömungsmittelmotor der Patronengattung, der ein Gehäuse und eine Zylindertrommel in dem Gehäuse aufweist, die eine Mehrzahl von Zylindern und Kolben und eine in dem Gehäuse gelagerte drehbare Welle enthält, eine an der Welle angebrachte Taumelscheibe zur aufeinanderfolgenden Betätigung der Kolben vorgesehen, ein Regelventil zur Verteilung des Druckströmungsmittels an die Zylinder, wobei eine Antriebsverbindung mit der Taumelscheibe vorhanden ist.
sowie sich axial erstreckende entfernbare Lagerglieder, die axial verschiebbar die Zylindertrommel in dem Gehäuse in leicht entfernbarer Beziehung damit tragen, um das Vibrieren oder Verschieben der Trommel zu gestatten, damit hydraulische Blockierungswirkungen an den Kolben und dem Regelventil beim Beginn des Motorbetriebes ausgeschaltet werden und um zu der äusserst leichten Instandhaltung des Motors beizutragen.
Nach einem andern Merkmal der Erfindung enthält der Motor ein Joch, das mit der Taumelscheibe in Verbindung steht und seinerseits durch die Kolben angegriffen wird und das einen zentralen Lagerteil aufweist, der ein kugelförmiges Ende des Regelventils aufnimmt, um dadurch für eine selbstfluchtende Verbindung zwischen dem Regelventil und der Taumelscheibe zu sorgen.
Weitere Merkmale der Erfindung betreffen einen neuartigen Zylinder und Kolben, die in dem Gehäuse zum Vibrieren der Zylindertrommel angebracht sind, neuartige Reaktionskolben, deren innere Enden verschiebbar in den Zylindern sind und deren äussere Enden das Gehäuse in freier selbstfluchtender Beziehung mit dem Gehäuse angreifen, sowie eine Anordnung, um einen Kühlmittelstrom in Wärmeaustauschbeziehung mit der Zylindertrommel zu liefern.
Der Strömungsmittelmotor nach der Erfindung enthält ein Gehäuse, das eine Hülle für einen neuartigen Motor der austauschbaren Patronenart bildet, der eine austauschbare und einstückige Verbindung der folgenden Bestandteile enthält.
1. Eine Zylindertrommel, die eine Mehrzahl von axial angeordneten Zylindern für die Kolben bildet, eine einstückige, gegossene, ringförmige Verzweigung zur Speisung und Entleerung der Zylinder und eine Regelventilkammer In der Mitte der Verzweigung.
2. Kolben in den Zylindern mit Endteilen, die sich aus einem Ende der Trommel erstrecken und befestigte Füsse haben, die aus verschleissfestem Harzmaterial gebildet sind.
3. Reaktionskolben in den Zylindern, die sich zwecks Kraftübertragung mit der Gehäuseeinrichtung aus dem andern Ende der Trommel erstrecken. Diese Kolben wirken auch in einzigartiger Weise
<Desc/Clms Page number 2>
als Dichtungen, um die Verzweigung in Aufnahme, und Entleerungskammern zu unterteilen.
4. Ein Joch, welches über denKolbenfüssen liegt und durch dieselben getragen wird, um die Kolben gegen eine Taumelscheibe zu drängen, sowie eine Ausgangswelle, die in dem Gehäusemantel angebracht. ist.
5. Ein drehbares Regelventil, welches in der Ventilkammer angeordnet ist, und einen aus der Zylindertrommel vorstehenden in Kraftübertragungsbeziehung mit dem Jochglied stehenden Endteil enthält.
Der Endteil des Antriebsventils trägt auch einen Ventilantrieb für den Eingriff mit der Taumelscheibe.
6. Eine Reaktionsplatte, die von den vorstehenden Enden der Reaktionskolben getragen wird, und dieselben verbindet und damit eine abnehmbare Unterbaugruppe bildet, die auch so wirkt, um die Bestandteile der Patrone zusammenzuhalten.
7. Reaktionsstifte, die verschiebbar aus einem Ende des Regelventiles vorstehen und die ein inneres Stiftende haben, das dem Druckströmungsmittel in einer Ventilkammer ausgesetzt ist, sowie ein äusseres Stiftende, welches in kraftübertragender Beziehung mit der Reaktionsplatte steht. Diese Stifte dienen dazu, die Kolben hydraulisch gegen eine Taumelscheiben- und Ausgangswellenverbindung zu drängen, die in der Gehäuseeinrichtung gelagert ist.
Zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Bestandteilen der als Ganzes entfernbaren oder austauschbaren Patronenmotoreinrichtung enthält die Vorrichtung ferner ein Übertragungsventilglied, das Einlassund Auslassdurchgänge bildet, die von der Aussenseite des Gehäuses an die Patronenbaugruppe führen.
Die vorher beschriebene Patronenbaugruppe ist in dem Gehäuse durch axial verlaufende Trommellager abgestützt, die dazu dienen, Drehkraftreaktionskräfte von der Motorpatrone an das Gehäuse zu übertragen. Ferner haltern diese Trommellager die Zylindertrommel zur axialen Vibrationsbewegung für den Zweck, Reibung und hydraulische Blockierungswirkungen auszuschalten.
Der Strömungsmittelmotor enthält auch einen ringförmigen Kolben, der zur Vibrationsbewegung in einem durch das Gehäuse gebildeten Zylinder angebracht ist, wobei der Kolben in kraftübertragender Beziehung mit der Zylindertrommel steht, um für ein Mittel zum Vibrieren der Trommel relativ zu den Kolben und dem Regelventil zu sorgen. Dieses Vibrieren verringert die Reibung und schaltet hydraulische Blockierungswirkungen sowohl an den Kolben als auch an dem Regelventil aus.
Die Ausgangswelle und die Taumelscheibe sind in eigenartiger Weise imstande, als Kühlmittelpumpe zu wirken, um einen Strom eines Kühlmittels axial durch das Gehäuse und in das Wärmeaustauschverhältnis mit dem vorher erwähnten Kolben- und Regelventilmechanismus in der Patrone zu liefern.
Durch die Erfindung ist ein Motor der Patronenart geschaffen, der die Grundmotorbestandteile in einer einstückigen und austauschbaren Baugruppe kombiniert, die leicht in verschiedene Gehäuse oder Rahmenteile diesbezüglicher Einrichtungen einverleibt werden kann.
DieserMotor enthält eine Zylindertrommel, die eine einstückig geformte, ringförmige Verzweigung enthält und die Reaktionskolben trägt, die der Doppelfunktion dienen, die Verzweigung in Einlass- und Entleerungskammern zu unterteilen und Axialkolbenreaktionskräfte an das Gehäuse zu übertragen.
Der Motor enthält Kolben, die mit verschleissfesten Füssen aus harzartigem Material versehen sind, das durch napfförmige Metallfussgehäuse verstärkt ist. Diese Kolbenfusskonstruktion vermindert weitgehend die Startreibung und trägt wesentlich zur Leistungsfähigkeit der Vorrichtung bei.
DerMotor der beschriebenen Art enthält ein Regelventil, das in der Mitte einer Patrone angebracht und geeignet ist, Strömungsmittel zwischen einer umgebenden ringförmigenverzweigung und einer umgebenden Reihe von axial verlaufenden Zylindern zuzuführen und abzuführen.
Das Regelventil wird als Teil eines Mechanismus benutzt, um eine Mehrzahl von Kolben axial gegen eine angetriebene Taumelscheibe zu drängen.
DasRegelventil ist drehbar in dem Motor angebracht und wird durch eine biegsame, trennbare Verbindung mit einer Ausgangswelle derart angetrieben, dass der Patronen- und Regelmechanismus als Einheit aus dem Gehäuse entfernt werden kann.
Durch die Reaktionsstifte werden die Kolben hydraulisch gegen die Taumelscheiben- und Ausgangs- stellenverbindung gedrängt, die in dem Gehäuse gelagert ist. Übertragungsventilglieder bilden eine Ein- lass- und Auslassdurchgangseinrichtung, die den Motormechanismus mit der Aussenseite seines Gehäuses verbindet. Diese Übertragungsventilglieder bilden eine selbstfluchtende Oberflächenberührungsdichtung nit der Patrone und schaffen dadurch eine Baugruppe, die gegen geringere Missausrichtungen unempfind- . ich ist.
Die axial verschiebbare Zylindertrommel steht in angetriebener Verbindung mit einem vibrierenden Zylinder, wodurch ein neuartiges Mittel zur Verminderung der Abbrechreibung gebildet ist und hydrau-
<Desc/Clms Page number 3>
lische Blockierungswirkungen verhütet werden.
Die Ausgangswellen- und Taumelscheibenverbindung wirkt als Kühlmittelpumpe, um einen Strom eines kühlenden Strömungsmittels in die Wärmeaustauschbeziehung mit dem Motor zu treiben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden beispielsweisen Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen und in denen sind : Fig. l eine Seitenschnittansicht eines nach der Erfindung gebauten Strömungsmittelmotors, wobei der Schnitt längs einer senkrechten Ebene durch die Mittellinie des Motors verläuft, Fig. 2 eine Endschnittansicht des Motors nach Fig. l und nach Linie 2-2 in Fig. l, Fig. 3 eine zweite Endschnittansicht des Motors nach Fig. 1 und nach Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenschnittansicht eines Taumelscheibengliedes, das einen Teil des Motors der vorhergehenden Figuren bildet, Fig. 5 eine Vorderansicht des Taumelscheiben- und Pumpgliedes nach Fig. 4, Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Kolbenbeeinflussungsjoch, das einen Teil des Motors nach Fig.
1 bildet, Fig. 7 eine Seitenschnlttansicht des Joches nach Fig. 6, Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Reaktionsplatten-und Stiftverbindung, die einen Teil des Motors nach Fig. l bildet, Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Regelventilgliedes, das einen Teil des Motors nach Fig. l bildet, und Fig. 10 eine weitere Endschnittansicht des Motors nach Fig. l und nach Linie 10-10 in Fig. l.
In Fig. l ist ein Motor nach der Erfindung dargestellt, der ein Gehäuse enthält, das allgemein mit 20 bezeichnet ist, und das einen vorderen Gehäuseteil 22 und einen hinteren Gehäuseteil 24 enthält. Die Gehäuseteile 22 und 24 sind an der Verbindungsstelle 26 trennbar durch eine Mehrzahl von axial verlaufenden, nicht dargestellten Gewindebolzen miteinander verbunden.
Der vordere Gehäuseteil 22 enthält einen Montageflansch 28, der Montagebolzenlöcher 30 enthält.
In dem Gehäuse ist eine Ausgangswelle 231 drehbar durch Wälzlager 32 und 34 gelagert und eine Öldichtung 36 greift den Umfang der Welle 231 mit einem federnden Dichtungselement 38
EMI3.1
Fig. l zeigt eine allgemein mit 40 bezeichnete Taumelscheiben- und Pumpeneinrichtung, die auf das Innenende der Ausgangswelle aufgekeilt und durch eine Mutter 44 und eine Unterlegscheibe 46 in Stellung gehalten wird.
Die Taumelscheibe 40 ist im einzelnen in Fig. 4 und 5 dargestellt und enthält eine Mehrzahl von axial geneigten Pumpdurchlässen 48, einen Regelventilantriebsschlitz 50 undeinegeneigteKolbenantriebsoberfläche 52.
In den Fig. 1-3 ist ein Motor der Patronenart gezeigt, der allgemein mit 54 bezeichnet ist und der eine Zylindertrommel 56 enthält, die zur axialen Vibrierbewegung in dem Gehäuse mittels zweier Trommellager 58 gelagert ist, deren Aussenoberflächen Gehäusenuten 60 und Trommelnuten 62 konform sind.
Wie in Fig. l und 3 zu sehen ist, enthält die Trommel 56 ausserdem eine Mehrzahl von axial ver- laufenden Zylindern 64, in denen verschiebbar je ein Kolben 66 gelagert ist.
Wie aus Fig. l ersichtlich ist, besitzt jeder der Kolben 66 ein kugelförmiges Ende 70, das in ein Lager 72 passt. Ein Kolbenfuss 74, der aus Material niedriger Reibung, z. B. aus Nylon od. dgl. gebildet ist, ist in einem napfförmigen Gehäuse 76 eingefasst. Ein solcher zusammengesetzter Kolbenfuss ist schon vorgeschlagen worden.
Die Kolbenfussgehäuse 76 unterliegen dem Druck eines Joches, das allgemein mit 78 bezeichnet und in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Das Joch ist vorzugsweise aus Nylon od. dgl. gebildet und enthält Umfangslöcher 80, durch die sich die Enden der Kolben 66 erstrecken, sowie Lager 82, welche die Sitze für die Kolbenfussgehäuse 76 bilden.
Wie am besten in den Fig. 6 und 7 zu sehen ist, bildet derMittelteil des Joches 78 ein Lager 84, um das kugelförmige Ende 86 eines Regelventils aufzunehmen, das allgemein mit 90 bezeichnet und gesondert in Fig. 9 dargestellt ist.
Das Ventil 90 wird drehend in einer Ventilkammer 92, die sich axial durch das Gehäuse 56 erstreckt, mittels eines Ventilantriebes 94 angetrieben, der in dem Loch 96 durch einen Presssitz-
EMI3.2
eine mittlere, ringförmige Entleerungsaussparung 104, eine vordere, bogenförmige Druckaussparung 106 sowie eine vordere, bogenförmige Entleerungsaussparung 108.
Die Druckaussparung 102 gibt Strömungsmittel über einen Einlasskanal 110, eine Öffnung 112
<Desc/Clms Page number 4>
in einem Übertragungsventil 114, eine Öffnung 116 in der Trommel 56, eine Verzweigungsdruckkammer 118 und eine Öffnung 120 in der Trommel 56 frei.
Das Druckströmungsmittel aus der Druckaussparung 102 wird nacheinander an die Zylinder 64 über die Spindeldurchlässe 122, 124, 126, die bogenförmige Spindelaussparung 106 und die Trommeldurchlässe 130 abgeliefert, wie am besten in Fig. l und 2 zu sehen ist.
Unter weiterer Bezugnahme auf die Fig. l und 3 werden die Zylinder 64 nacheinander über Trommeldurchlässe 129, die bogenförmigenAuslassaussparungen 108, die Spindeldurchgänge 131, 132 und 134, die ringförmige Entleerungsaussparung 104, einen Trommeldurchgang 136, einen Verzweigungsentleerungsteil 138, einenTrommeldurchlass 140, ein Loch 142 durch ein Übertragungsventil 144 und einen Auslasskanal 146 entleert.
Wie aus den Fig. l, 9 und 10 ersichtlich ist, ist das Regelventil 90 in seiner Bohrung mittels zwei
EMI4.1
förmige Entleerungsausgleichaussparungen 224 und 226, die an der entgegengesetzten Seite des Ventils von der Hauptentleerungsaussparung 108 angeordnet sind.
Fig. 10 ist eine Querschnittansicht durch eine der Druckaussparungen 222 und eine der Entleerungsaussparungen 224, von denen zu bemerken ist, dass Radialdurchgänge wie der eine bei 228 in der Querschnittansicht nach Fig. 10 zu sehen ist, die Druckausgleichaussparungen 220 und 222 mit dem unter Druck stehenden Spindeldurchgang 124 zu verbinden. In ähnlicher Weise sind Entleerungsausgleichsaussparungen 224 und 226 mit dem Spindelentleerungsdurchgang 132 über Radialdurchgänge, von denen einer bei 230 in Fig. 10 gezeigt ist, verbunden.
Es ist verständlich, dass die kombinierten Flächen der Druckausgleichaussparungen 220 und 222
EMI4.2
ventil 90 aus.
In den Fig. l und 9 ist das Ventil 90 als eine Verbindung in der Vorrichtung benutzt, welche die Kolben 66 unter Druck gegen die Taumelscheibe 40 durch die verschiebbare Anbringung von zwei Reaktionsstiften 150 und 151 in den Löchern 152 drängt, die in die Enden des Ventils gebohrt sind.
Das Innenende 154 eines der Reaktionsstifte 151 ist dem Druckströmungsmittel in dem Ventil- durchgang 124 ausgesetzt und übt dadurch eine Kraft zwischen dem Ventil 90 und einer Reaktionsplatte 156 aus. Wie die Fig. l und 8 erkennen lassen, dienen die Reaktionsstifte 150 und 151 auch dazu, ein Ventillagerteil 160 anzubringen, das aus Nylon od. dgl. gebildet ist, wobei das Aussenende der Stifte 150 und 151 sich in die Sacklöcher 162 in dem Ventillagerteil 160 erstreckt.
Eine Metallverstärkungskappe 164 umgibt den Umfang des Ventillagerteiles 160 und enthält Löcher 166, durch welche sich die Stifte erstrecken.
Wie am besten in Fig. 8 zu sehen ist, ist ein rückwärtiger Ventillagerteil 170 in einer Öffnung 172 in der Mitte der Reaktionsplatte 156 angebracht.
Die Reaktionsplatte 156 ist mit einer Mehrzahl von umfangsmässig im Abstand angeordneten Löchern 174 versehen, welche die rückwärtigen Enden einer Mehrzahl von Reaktionskolben 180 und 180A aufnehmen, wobei die Reaktionsplatte an den Reaktionskolbenenden durch Schnappringe 184 angebracht ist.
Die Vorderenden der Reaktionskolben 180 und 180A sind in den Zylindern 64 angeordnet und dienen dazu, axiale Reaktionskräfte von den Patronen 54 an das Pumpengehäuse zu übertragen.
Es muss bemerkt werden, dass das Regelventil 90, das Joch 78 und die Kolbenfüsse 74, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, mechanisch gegen die Taumelscheibe 40 durch die Kolbenlöcher 152 und durch Ersatz der Reaktionsstif te 150 und 151 durch eine Druckfeder gedrängt werden können, die zwischen das rückwärtige Ende des Ventils 90 und das gegenüberliegende Ventillager 160-164 eingefügt ist.
EMI4.3
gehalten werden.
Nach Fig. 1 bildet der vordere Pumpengehäuseteil 22 einen ringörmigen Zylinder 202, der verschiebbar einen ringförmigen Kolben 204 enthält, welch letzterer eine Schulter 206 aufweist, die in kraftübertragender Beziehung mit dem Vorderende der Zylindertrommel 56 steht.
Der ringförmige Zylinder 202 ist mit einer pulsierenden Strömungsmittelquelle, die nicht dargestellt ist, über einen Kanal 208 verbunden. Dies dient dazu, die Zylindertrommel 56 vibrieren
<Desc/Clms Page number 5>
zu lassen, um die Abbrechreibung zu reduzieren und hydraulische Blockierwirkungen auszuschalten.
Die Zylindertrommel 56 kann, wenn gewünscht, gekühlt sein, u. zw. durch Bildung von Pumplöchern 48 in der Taumelscheibe 40. Dadurch wirkt die Taumelscheibe als Zentrifugalpumpe zwi- schen einer vorderen Gehäusekammer 212 und der vorher erwähnten rückwärtigen Gehäusekam-
EMI5.1
dann in Kammern 200 und nach auswärts durch einen Kühlmittelauslass 216 gepumpt (Fig. l).
Das vorher erwähnte Vorderlager 32 wird mit einem Schmiermittelstrom über einen Durch- gang 218 gespeist.
Im Betrieb ist der Einlasskanal 110 mit einer Pumpenvorrichtung und der Auslasskanal 146 mit dem Vorratsbehälter verbunden. Der Kühlmittelansaugkanal 214 und der Kühlmittelauslasskanal 216 sind beide mit dem Vorratsbehälter verbunden.
Beim Anlassen der Vorrichtung wird bevorzugt das Vibrieren verwendet, das durch die Verbindung des Einlasskanals 208, der an den Vibrationszylinder 202 führt, mit einer Quelle des vibrierenden
Strömungsmitteldruckes ausgeführt wird. Dies kann durch Verbindung des Kanals mit einer kleinen Kol- benpumpe oder einer andern geeigneten Einrichtung ausgeführt werden.
Mit demVibrierapparat, der benutzt wird, wird die Zylindertrommel 56 durch Hin- und Herbewegung des ringförmigen Kolbens 204 zum Vibrieren gebracht.
Es sei betont, dass die Zylindertrommel 56, wenn gewünscht, auch mechanisch zum Vibrieren gebracht werden kann, u. zw. durch Austausch des Zylinders 202 und des ringförmigen Kolbens 204 mit einer axial verschiebbaren, nicht dargestellten Schubstange, die sich durch eine Lageröffnung in der hinteren Gehäusewand 240 erstrecken würde. Die Schubstange ist in solchen Fällen mit dem Ende der
Zylindertrommel 56 verbunden und wird durch einen geeigneten pulsierenden, nicht dargestellten, Antrieb angetrieben, z. B. durch einen motorangetriebenen Exzenter.
Bei Unterdrucksetzung des Einlasskanals 110 tritt das Strömungsmittel in jene der Zylinder 64 ein, die den bogenförmigen Druckaussparungen 108 in Fig. l und 9 ausgesetzt sind, u. zw. über die Durchgänge, die Verzweigung und die Aussparungen, die vorher beschrieben sind. Dies startet den Motor durch Bewegung der Zylinder, die auf eine Seite der Taumelscheibe drücken, der die Drehung der Welle und des Regelventils 90 bewirkt. Dies rückt die bogenförmige Druckaussparung 108 nacheinander an aufeinanderfolgende Zylinder vor, die ihrerseits nach unten getrieben werden.
Zur gleichen Zeit kommen die bogenförmigen Entleerungsaussparungen 106, Fig. 1 und 9, nacheinander mit den Zylinderentleerungsdurchgängen 130 in Verbindung und beginnen jeden Zylinder an der andern Seite der Taumelscheibe zu entleeren.
Wenn sich die Pumpe dreht, wird die Kühlung bewirkt, da die Durchgänge 48 in der Taumelscheiben- und Pumpeneinrichtung 40 als eine Zentrifugalpumpe zwischen der vorderen Gehäusekammer 212 und der hinteren Gehäusekammer 200 wirken, wobei eine wesentliche Dichtung zwischen diesen Kammern infolge Aufrechterhaltung enger Toleranzen zwischen dem Umfang der Taumelscheibe 40 und der Innenoberfläche des vorderen Gehäuseteiles 22 bewirkt wird. Da die Taumelscheibe eine Pumpwirkung hervorruft, wird Kühlmittel nach einwärts durch d en Kühlmitteleingang 214 gesaugt und von da in die vordere Gehäusekammer 212.
DerKühlmittelstrom wird zunächst durch die Pumpendurchgänge 48, nach rückwärts durch die Gehäusekammer 200 und in die Wärmeaustauschbeziehung mit der Motorpatrone geliefert und von da nach auswärts durch den Kühlmittelauslass- kanal 216.
Obwohl die hier offenbarte Ausführungsform der Erfindung eine bevorzugte Form bildet, soll die Erfindung so verstanden werden, dass im Rahmen der Ansprüche auch andere Formen verwendet werden können.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
<Desc / Clms Page number 1>
Fluid motor
The invention relates to a cartridge type fluid motor in which a cylinder barrel mounted in a housing of the motor has a plurality of cylinders and pistons and a device for sequentially actuating the pistons.
In fluid motors of the aforementioned type, it is important to eliminate unbalanced pressure gradients in the motor during operation and also hydraulic locking effects as a result
Friction and Like. To prevent the engine starting up.
The purpose of the invention is to provide a fluid motor that is compact and extremely easy to operate and that eliminates the tendency of the working pistons and the control valve to become hydraulically blocked, thereby ensuring that the motor does not Standstill comes.
According to the invention, in a fluid motor of the cartridge type, which has a housing and a cylinder drum in the housing, which contains a plurality of cylinders and pistons and a rotatable shaft mounted in the housing, a swash plate attached to the shaft is provided for successive actuation of the pistons , a control valve for distributing the pressurized fluid to the cylinders, there being a drive connection with the swash plate.
as well as axially extending removable bearing members which axially slidably support the cylinder barrel in the housing in easily removable relationship therewith to allow the barrel to vibrate or slide in order to eliminate hydraulic locking effects on the piston and control valve at the start of engine operation and to to contribute to the extremely easy maintenance of the engine.
According to another feature of the invention, the motor includes a yoke which is connected to the swash plate and in turn is attacked by the pistons and which has a central bearing part which receives a spherical end of the control valve, thereby for a self-aligning connection between the control valve and the swashplate to take care of.
Further features of the invention relate to a novel cylinder and piston mounted in the housing for vibrating the cylinder barrel, novel reaction pistons whose inner ends are slidable in the cylinders and whose outer ends engage the housing in free, self-aligned relationship with the housing, and a Arrangement to provide a flow of coolant in heat exchange relationship with the cylinder barrel.
The fluid motor of the invention includes a housing which forms a shell for a novel motor of the replaceable cartridge type which contains a replaceable and integral connection of the following components.
1. A cylinder barrel, which forms a plurality of axially arranged cylinders for the pistons, a one-piece, cast, annular branch for feeding and emptying the cylinders and a control valve chamber in the middle of the branch.
2. Pistons in the cylinders with end portions extending from one end of the drum and having attached feet formed of wear-resistant resin material.
3. Reaction pistons in the cylinders, which extend from the other end of the drum for the purpose of power transmission with the housing device. These pistons also work in a unique way
<Desc / Clms Page number 2>
as seals to subdivide the branch into receiving and emptying chambers.
4. A yoke overlying and carried by the piston feet to urge the pistons against a swash plate and an output shaft mounted in the housing shell. is.
5. A rotary control valve disposed in the valve chamber and including an end portion protruding from the cylinder barrel in power transmission relationship with the yoke member.
The end portion of the drive valve also carries a valve drive for engagement with the swash plate.
6. A reaction plate carried by and interconnecting the protruding ends of the reaction pistons to form a removable sub-assembly which also acts to hold the components of the cartridge together.
7. Reaction pins slidably protruding from one end of the control valve and having an inner pin end exposed to pressurized fluid in a valve chamber and an outer pin end which is in force transmitting relationship with the reaction plate. These pins serve to hydraulically urge the pistons against a swash plate and output shaft connection which is mounted in the housing assembly.
In addition to the above-listed components of the overall removable or replaceable cartridge motor assembly, the apparatus further includes a transfer valve member defining inlet and outlet passages leading from the exterior of the housing to the cartridge assembly.
The cartridge assembly previously described is supported in the housing by axially extending drum bearings which serve to transmit rotational force reaction forces from the motor cartridge to the housing. Furthermore, these drum bearings support the cylinder drum for axial vibratory movement for the purpose of eliminating friction and hydraulic blocking effects.
The fluid motor also includes an annular piston mounted for vibratory movement within a cylinder defined by the housing, the piston being in force transmitting relationship with the cylinder barrel to provide a means for vibrating the barrel relative to the pistons and the control valve. This vibration reduces friction and eliminates hydraulic blocking effects on both the piston and the control valve.
The output shaft and swash plate are peculiarly capable of acting as a coolant pump to provide a flow of coolant axially through the housing and into the heat exchange relationship with the aforementioned piston and control valve mechanism in the cartridge.
The invention provides a cartridge type motor which combines the basic motor components in a one-piece and replaceable assembly which can be easily incorporated into various housings or frame members of related devices.
This engine includes a cylinder barrel containing an integrally molded, annular manifold that supports the reaction pistons which serve the dual function of dividing the manifold into inlet and exhaust chambers and of transmitting axial piston reaction forces to the housing.
The engine contains pistons that are provided with wear-resistant feet made of resinous material that is reinforced by cup-shaped metal foot housings. This piston base construction largely reduces the starting friction and contributes significantly to the performance of the device.
The engine of the type described includes a control valve mounted in the center of a cartridge and adapted to supply and discharge fluid between a surrounding annular manifold and a surrounding series of axially extending cylinders.
The control valve is used as part of a mechanism to urge a plurality of pistons axially against a driven swash plate.
The control valve is rotatably mounted in the motor and is driven by a flexible, separable connection to an output shaft such that the cartridge and control mechanism can be removed from the housing as a unit.
The reaction pins hydraulically urge the pistons against the swashplate and output point connection, which is mounted in the housing. Transfer valve members form inlet and outlet passage means that connect the motor mechanism to the exterior of its housing. These transfer valve members form a self-aligning surface contact seal with the cartridge, thereby creating an assembly that is insensitive to minor misalignments. I is.
The axially displaceable cylinder drum is in a driven connection with a vibrating cylinder, creating a new type of means for reducing the break-off friction and hydraulic
<Desc / Clms Page number 3>
lic blocking effects are prevented.
The output shaft and swashplate connection acts as a coolant pump to drive a stream of cooling fluid into heat exchanging relationship with the engine.
Further details and advantages of the invention will emerge from the following description by way of example in conjunction with the drawings, which show a preferred embodiment of the invention and in which: FIG. 1 is a side sectional view of a fluid motor constructed according to the invention, the section being taken along a vertical plane runs through the center line of the motor, Fig. 2 is an end sectional view of the motor of Fig. 1 and along line 2-2 in Fig. 1, Fig. 3 is a second end sectional view of the motor of Fig. 1 and along line 3-3 in Fig. 1, FIG. 4 is a side sectional view of a swash plate member which forms part of the motor of the preceding figures, FIG. 5 is a front view of the swash plate and pump member according to FIG. 4, FIG. 6 is a plan view of a piston influencing yoke which forms part of the motor according to Fig.
1, FIG. 7 is a side elevational view of the yoke of FIG. 6, FIG. 8 is an exploded perspective view of a reaction plate and pin connection which forms part of the motor of FIG Forms part of the engine of FIG. 1, and FIG. 10 is a further end sectional view of the engine of FIG. 1 and along line 10-10 in FIG.
In Fig. 1, a motor according to the invention is shown which includes a housing, generally designated 20, and which includes a front housing part 22 and a rear housing part 24. The housing parts 22 and 24 are separably connected to one another at the connection point 26 by a plurality of axially extending threaded bolts (not shown).
The front housing portion 22 includes a mounting flange 28 that includes mounting bolt holes 30.
In the housing, an output shaft 231 is rotatably supported by roller bearings 32 and 34, and an oil seal 36 engages the circumference of the shaft 231 with a resilient sealing element 38
EMI3.1
1 shows a swashplate and pump assembly, generally designated 40, which is keyed onto the inner end of the output shaft and held in place by a nut 44 and washer 46.
The swash plate 40 is shown in detail in FIGS. 4 and 5 and includes a plurality of axially inclined pumping passages 48, a regulator valve drive slot 50, and an inclined piston drive surface 52.
1-3, there is shown a cartridge type motor, indicated generally at 54, which includes a cylinder drum 56 supported for axial vibratory movement in the housing by means of two drum bearings 58 whose outer surfaces conform to housing grooves 60 and drum grooves 62 .
As can be seen in FIGS. 1 and 3, the drum 56 also contains a plurality of axially extending cylinders 64 in each of which a piston 66 is displaceably mounted.
As can be seen from FIG. 1, each of the pistons 66 has a spherical end 70 which fits into a bearing 72. A piston foot 74 made of low friction material, e.g. B. is made of nylon. The like. Is enclosed in a cup-shaped housing 76. Such a composite piston base has already been proposed.
The piston foot housings 76 are subject to the pressure of a yoke, indicated generally at 78 and shown in FIGS. 6 and 7. The yoke is preferably formed from nylon or the like and contains circumferential holes 80 through which the ends of the pistons 66 extend and bearings 82 which form the seats for the piston foot housings 76.
As best seen in FIGS. 6 and 7, the central portion of the yoke 78 defines a bearing 84 for receiving the spherical end 86 of a control valve, indicated generally at 90 and shown separately in FIG.
The valve 90 is rotatably driven in a valve chamber 92, which extends axially through the housing 56, by means of a valve drive 94 which is inserted in the hole 96 by a press-fit
EMI3.2
a central, annular evacuation recess 104, a front, arcuate pressure recess 106 and a front, arcuate evacuation recess 108.
The pressure recess 102 releases fluid via an inlet channel 110, an opening 112
<Desc / Clms Page number 4>
in a transfer valve 114, an opening 116 in the drum 56, a branch pressure chamber 118, and an opening 120 in the drum 56.
Pressurized fluid from pressure recess 102 is sequentially delivered to cylinders 64 via spindle passages 122, 124, 126, arcuate spindle recess 106, and drum passages 130, as best seen in FIGS.
Still referring to Figs. 1 and 3, cylinders 64 are sequentially connected via drum passages 129, arcuate outlet recesses 108, spindle passages 131, 132 and 134, annular evacuation recess 104, drum passage 136, branch evacuation portion 138, drum passage 140, hole 142 evacuated through a transfer valve 144 and an outlet passage 146.
As can be seen from FIGS. 1, 9 and 10, the control valve 90 is in its bore by means of two
EMI4.1
shaped evacuation equalization recesses 224 and 226 located on the opposite side of the valve from the main evacuation recess 108.
10 is a cross-sectional view through one of the pressure recesses 222 and one of the evacuation recesses 224, of which it should be noted that radial passages such as the one at 228 can be seen in the cross-sectional view of FIG. 10, the pressure equalization recesses 220 and 222 with the one under pressure standing spindle passage 124 to connect. Similarly, evacuation equalization recesses 224 and 226 are connected to the spindle evacuation passage 132 by radial passages, one of which is shown at 230 in FIG. 10.
It will be understood that the combined areas of the pressure equalization recesses 220 and 222
EMI4.2
valve 90 off.
In Figs. 1 and 9, the valve 90 is used as a link in the device which urges the pistons 66 under pressure against the swash plate 40 by the slidable mounting of two reaction pins 150 and 151 in the holes 152 which are in the ends of the Valve are drilled.
The inner end 154 of one of the reaction pins 151 is exposed to the pressurized fluid in the valve passage 124 and thereby exerts a force between the valve 90 and a reaction plate 156. As shown in FIGS. 1 and 8, the reaction pins 150 and 151 also serve to attach a valve bearing part 160 made of nylon or the like, the outer end of the pins 150 and 151 being inserted into the blind holes 162 in the valve bearing part 160 extends.
A metal reinforcement cap 164 surrounds the perimeter of the valve support member 160 and includes holes 166 through which the pins extend.
As best seen in FIG. 8, a rear valve support member 170 is mounted in an opening 172 in the center of the reaction plate 156.
The reaction plate 156 is provided with a plurality of circumferentially spaced holes 174 which receive the rearward ends of a plurality of reaction flasks 180 and 180A, the reaction plate being attached to the reaction flask ends by snap rings 184.
The front ends of the reaction pistons 180 and 180A are disposed in the cylinders 64 and serve to transmit axial reaction forces from the cartridges 54 to the pump housing.
It should be noted that without departing from the scope of the invention, the control valve 90, yoke 78 and piston feet 74 can be mechanically urged against the swash plate 40 through the piston holes 152 and by replacing the reaction pins 150 and 151 with a compression spring which is inserted between the rear end of the valve 90 and the opposite valve bearing 160-164.
EMI4.3
being held.
According to FIG. 1, the front pump housing part 22 forms an annular cylinder 202 which slidably contains an annular piston 204, the latter having a shoulder 206 which is in force-transmitting relationship with the front end of the cylinder drum 56.
The annular cylinder 202 is connected to a pulsating fluid source, not shown, via a channel 208. This serves to make the cylinder drum 56 vibrate
<Desc / Clms Page number 5>
to reduce the breakaway and to eliminate hydraulic blocking effects.
The cylinder drum 56 may, if desired, be cooled, u. between the formation of pump holes 48 in the swash plate 40. As a result, the swash plate acts as a centrifugal pump between a front housing chamber 212 and the aforementioned rear housing chamber.
EMI5.1
then pumped into chambers 200 and outwardly through coolant outlet 216 (Fig. 1).
The previously mentioned front bearing 32 is fed with a flow of lubricant via a passage 218.
In operation, the inlet channel 110 is connected to a pump device and the outlet channel 146 is connected to the storage container. The coolant suction channel 214 and the coolant outlet channel 216 are both connected to the reservoir.
When starting the device, the vibration is preferably used, which is caused by the connection of the inlet channel 208, which leads to the vibrating cylinder 202, with a source of the vibrating
Fluid pressure is executed. This can be done by connecting the channel to a small piston pump or other suitable device.
With the vibrating apparatus that is used, the cylinder barrel 56 is vibrated by reciprocating the annular piston 204.
It should be emphasized that the cylinder drum 56 can, if desired, also be made to vibrate mechanically, and the like. by replacing the cylinder 202 and the annular piston 204 with an axially displaceable push rod, not shown, which would extend through a bearing opening in the rear housing wall 240. The push rod is in such cases with the end of the
Cylinder drum 56 connected and is driven by a suitable pulsating drive, not shown, e.g. B. by a motor-driven eccentric.
Upon pressurization of the inlet passage 110, the fluid enters those of the cylinders 64 that are exposed to the arcuate pressure recesses 108 in FIGS. 1 and 9, and the like. between the passages, the branching and the recesses that are previously described. This starts the engine by moving the cylinders pushing on one side of the swash plate which causes the shaft and control valve 90 to rotate. This advances the arcuate pressure recess 108 in succession to successive cylinders which in turn are driven downward.
At the same time, the arcuate evacuation recesses 106, FIGS. 1 and 9, successively communicate with the cylinder evacuation passages 130 and begin evacuating each cylinder on the other side of the swash plate.
As the pump rotates, the cooling is effected because the passages 48 in the swash plate and pump assembly 40 act as a centrifugal pump between the front housing chamber 212 and the rear housing chamber 200, with a substantial seal between these chambers due to maintaining close tolerances between the Perimeter of the swash plate 40 and the inner surface of the front housing part 22 is effected. Since the swash plate creates a pumping action, coolant is drawn inward through the coolant inlet 214 and from there into the front housing chamber 212.
The coolant flow is delivered first through pump passages 48, backward through housing chamber 200 and into heat exchange relationship with the motor cartridge, and thence outward through coolant outlet passage 216.
Although the embodiment of the invention disclosed here forms a preferred form, the invention is to be understood such that other forms can also be used within the scope of the claims.
** WARNING ** End of DESC field may overlap beginning of CLMS **.